온도를 바꾸면 부피가 어떻게 따라 변하는가

화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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점수

안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 압력을 일정하게 유지한 일정량의 기체 (0 ℃→273 mL, 27 ℃→300 mL, 127 ℃→400 mL, 227 ℃→500 mL) (비교용: 부피가 0이 되는 지점(섭씨온도 −273 ℃))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 표의 각 줄에서 부피를 섭씨온도로 나눈 값을 [칸 A]에 적어 보세요. (0 ℃ 줄은 '나눌 수 없음'이라 쓰세요.)
  2. [칸 A]의 값들이 모든 줄에서 같은지 다른지 확인하고, '같다/다르다' 중 하나를 [칸 A] 아래에 적어 보세요.
  3. 이번에는 각 줄의 섭씨온도에 273을 더한 값을 [칸 B]에 적어 보세요.
  4. 각 줄에서 부피를 [칸 B]의 값으로 나눈 값을 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. [칸 C]의 값들이 모든 줄에서 같은지 확인하고, 같다면 그 공통값에 ◯표 하세요.
  6. 표의 규칙을 거꾸로 따라가, 부피가 0이 되려면 섭씨온도가 얼마여야 하는지 [칸 D]에 적어 보세요.
칸 A — 부피 ÷ 섭씨온도 (줄마다)
칸 B — 섭씨온도 + 273 (줄마다)
칸 C — 부피 ÷ (섭씨온도+273)
칸 D — 부피가 0이 되는 온도
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]의 값이 모든 줄에서 같았나요? 이것은 이 기체·이 부피라서 생긴 우연일까요, 다른 기체나 다른 부피에서도 생기는 규칙일까요? 표에 없는 섭씨온도 하나를 직접 골라 부피를 예측하고, 확인하는 방법과 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 온도 ___ ℃에서 부피는 ___ 라고 예측했고 …

(2)[칸 A]는 줄마다 값이 달랐는데 [칸 C]는 모든 줄에서 같았습니다. 섭씨온도에 273을 더한 것이 무슨 역할을 했다고 생각하나요? 여러분의 말로 설명하세요. (15점)

✎ 273을 더하기 전에는 ___ 였는데, 더한 뒤에는 ___ 이 되었기 때문에 …

(3)[칸 D]에서 부피가 0이 되는 온도가 나왔습니다. 이보다 더 낮은 온도에서 부피가 음수가 될 수 있을까요? 이 온도가 특별한 까닭을 여러분 생각으로 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 줄의 나눗셈과 273 더하기를 빠짐없이 정확히 하고, 같은 값에 표시·거꾸로 추적을 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)관찰한 규칙에 근거를 붙여 자기 말로 설명하고, 표에 없는 값을 직접 골라 우연/규칙을 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

온도를 바꾸면 부피가 어떻게 따라 변하는가 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 관계를 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 압력은 모두 일정하다고 봅니다. 풀이 과정을 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.27 ℃(300 K)에서 부피가 600 mL인 기체의 온도를 압력을 일정하게 유지하며 127 ℃(400 K)로 높이면 부피는 몇 mL가 되는지, 샤를 법칙 V₁/T₁ = V₂/T₂ 로 구하시오.
2.0 ℃(273 K)에서 부피가 500 mL인 기체를 압력을 일정하게 유지하며 부피가 600 mL가 되게 하려면 절대온도는 몇 K, 섭씨온도는 몇 ℃가 되어야 하는지 구하시오.
3.절대온도 300 K에서 부피가 1.5 L인 기체의 절대온도를 2배인 600 K로 높이면 부피는 몇 L가 되는지 구하시오.
4.어떤 기체를 압력을 일정하게 유지하며 25 ℃(298 K)에서 75 ℃(348 K)로 가열하였다. 부피는 처음보다 약 몇 % 증가하는지 구하시오.
5.샤를 법칙의 그래프를 낮은 온도 쪽으로 연장하면 기체의 부피가 이론적으로 0이 되는 온도가 나온다. 이 온도는 섭씨 몇 도인지 쓰시오.
정답
1. 800 mL (600×400/300) 2. 327.6 K = 54.6 ℃ (273×600/500) 3. 3.0 L (1.5×600/300) 4. 약 16.8 % 증가 (348/298 ≈ 1.168) 5. −273 ℃ (절대영도, 0 K)
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